JPS6358276B2 - - Google Patents

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JPS6358276B2
JPS6358276B2 JP16601081A JP16601081A JPS6358276B2 JP S6358276 B2 JPS6358276 B2 JP S6358276B2 JP 16601081 A JP16601081 A JP 16601081A JP 16601081 A JP16601081 A JP 16601081A JP S6358276 B2 JPS6358276 B2 JP S6358276B2
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JP
Japan
Prior art keywords
silicon carbide
liner
compressor
particle size
microns
Prior art date
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Expired
Application number
JP16601081A
Other languages
English (en)
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JPS5867989A (ja
Inventor
Kazuo Tanaka
Osamu Takenaka
Masahiko Sakamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP16601081A priority Critical patent/JPS5867989A/ja
Publication of JPS5867989A publication Critical patent/JPS5867989A/ja
Publication of JPS6358276B2 publication Critical patent/JPS6358276B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば自動車用空調機等に用いる回転
式圧縮機に関する。
従来の車載用空調機等に用いられる回転式圧縮
機はその摺動部を鋳鉄にリン酸マンガン処理を施
したものあるいは高マンガン鋼等の鉄鋼材で形成
したり、又は、陽極酸化処理を施した軽合金で形
成したり、さらには構成部品の一つであるベーン
を耐摩耗性樹脂で形成したりしている。しかしな
がら、上記リン酸マンガン処理被膜は比較的短期
間で消耗しやすく、また鉄鋼材料を用いると、摺
動抵抗が大きく出力損失を招くという欠点があ
る。又軽合金に陽極酸化処理を施したものは軽量
化の面ではよいが耐焼付性に劣る。ベーンを樹脂
化したものは、軽量化はできるが耐摩耗性、剛性
に劣るため耐久性がない。
本発明は前記の従来の回転式圧縮機の欠点を解
消するもので、耐久性のある回転式圧縮機を提供
するものである。すなわち、本発明の圧縮機はそ
の構成部品の摺動部表層部を平均粒径3〜10ミク
ロンのシリコンカーバイドを20%以上含有するニ
ツケル−シリコンカーバイド複合めつき層とした
ことを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例に基ずいて説明する。本
実施例の軽合金製圧縮機の中央部の縦断面図を第
1図に、横断面図を第2図に示す。この圧縮機は
シリンダー状の内壁面をもつ円筒状ライナー1
と、このライナー1の両側に係止されるサイドプ
レート2,3、ライナー1とサイドプレート2,
3で形成される内部空間V内に設けられライナー
1のシリンダー状内壁面の中心軸と平行な回転軸
41をもつロータ4、ロータ4の中心を貫通し、
回転軸41と平行に形成された合計4個のスリツ
ト42、各スリツト42に挿入された4個のベー
ン5、および各サイドプレート2,3を覆う1対
のハウジング61,62よりなり、ライナー1、
サイドプレート2,3およびハウジング61,6
2はボルト63およびナツト64によつて相互に
締結されている。4個のベーン5は、軸対称にあ
るものどうしで一対となり、両者の間に挿入され
たバネ(図示せず)でいずれもライナー1の内壁
面に接する方向に付勢されている。またベーン5
はその頂部表面51がライナー1の内壁面と当接
し、両者は気密的に摺動する。またベーン5の両
側面52は各サイドプレート2,3の内壁面と当
接し、両者は気密的に摺動する。ライナー1、サ
イドプレート2,3で囲まれた内部空間Vはロー
タ4および4個のベーン5で4つの作動空間に分
けられ、分けられた4個の作動空間はロータ4の
回転により各々その体積が連続的に増減する。第
1図においてロータ4が矢印方向に回転するにつ
れ、第1図面上右上の作動空間はその体積が増大
し、図面上最下部に達した時その体積が最大とな
り、ロータ4の回転により体積が減少し、最上部
に達した時体積は最小となる。本実施例において
は、第1図の図面上で右下の部分に気体導入口
(図示せず)が設けられ、左上の部分に吐出口1
1が設けられている。そして、作動空間の体積が
増大し最大になる間導入口が作動空間に開口し、
作動空間の体積が減少し最小になる間吐出口11
が開口するので、気体は導入口から入り、作動空
間内で圧縮され吐出口11から圧送される。これ
により圧縮機として作用する。この圧縮運動時に
ライナー1、サイドプレート2,3、ベーン5の
摺動部に非常に高い摺動荷重が加わる。本実施例
の回転式圧縮機において、ライナー1、サイドプ
レート2,3、ロータ4、ベーン5、ハウジング
61,62は軽合金製である。そして、ライナー
1とサイドプレート2,3はアルミシリコン合金
(JIS AC4C)とし、それらがベーン5と摺動す
る面の表面部1a,2a,3aを、平均粒径3ミ
クロンのシリコンカーバイドを3〜5%含有する
厚さ200〜300ミクロンのニツケル−シリコンカー
バイド複合メツキ層としたものである。
複合メツキ層の形成は、ライナー1、サイドプ
レート2,3をトリクレンにより洗浄し表面の油
等を除去したのち摺動部以外の表面部分を塩化ビ
ニルで被覆しその部分のマスキングを行なつた。
次に、各部材を水酸化ナトリウム水溶液に浸し、
アルミ合金表面の酸化被膜を除去し、ついで亜鉛
塩水溶液に浸し、アルミと亜鉛との化学置換反応
によりアルミ合金表面上に金属亜鉛皮膜を形成し
た。このようにして得た部材を次に平均粒径3ミ
クロンのシリコンカーバイドが1リツトル当り
120〜180グラム懸濁するスルフアミン酸ニツケル
浴に浸し、約20A/dm2の電流密度でメツキを行
ない上記した複合メツキ層を形成した。
この圧縮機を車載用空調機の圧縮機として用い
1分間6500回転で300時間の耐久試験を実施した。
この耐久試験中、焼付による運転停止等の不都合
はみられなかつた。試験後摺動部の摺動面を観察
したが特に異常摩耗は認められなかつた。また複
合メツキ層を形成した摺動部の摩耗量は1ミクロ
ン以下であり、その相手材のベーン5の頂部摩耗
量はいずれも10ミクロン以下であつた。なお、後
で説明する耐焼付性、摩耗係数試験では、摺動部
を形成する前記複合メツキ層と軽合金との組合せ
では耐焼付荷重90Kg/cm2以上、摩擦係数約0.04と
いう結果であり耐焼付性がすぐれ、摺動抵抗が非
常に小さいことが確認された。なお本実施例の圧
縮機は鉄鋼製に比較して重量が28%低減できた。
これらの結果により、本発明の回転式圧縮機は
耐久性があり、摺動抵抗の少ない高い効率をもつ
ものであることが確認された。
なお、比較例として、ライナーおよびサイドプ
レートを種々のアルミ合金で作り、その摺動部を
陽極酸化による酸化被膜、硬質ニツケルメツキ等
の耐摩耗表面処理を施したものについて前記した
耐久テストを実施したが、硬度の不足、金属の移
着によりベーンとライナー、ベーンとサイドプレ
ートとの間で極く短時間で異常摩耗が発生し、さ
らに焼付を起した。
前記した実施例以外にニツケル−シリコンカー
バイド複合メツキ層のシリコンカーバイド粒径お
よびシリコンカーバイド含有量に対する摩耗量、
対焼付性および摩擦係数の関係を示す。
第3図は摺動面のニツケル−シリコンカーバイ
ド複合メツキ層のシリコンカーバイド粒径を変え
て前記実施例と同様にして製造した軽合金製回転
式圧縮機の耐久試験結果を示す線図である。
シリコンカーバイド粒径は、平均粒径1ミクロ
ン、3ミクロン、20ミクロンの3種類である。な
おシリコンカーバイド含有量、複合層の厚さは前
記実施例と同じである。耐久試験条件も同じ6500
回/分の回転数とし、試験時間100時間毎に圧縮
機を分解しライナーの複合メツキ層および相手材
であるアルミ合金製ベーン頂部の性状観察と摩耗
量測定を行なつた。第3図においてA,A′はシ
リコンカーバイドの平均粒径1ミクロン、B,
B′は20ミクロン、C,C′は3ミクロンの結果であ
る。また、A,BおよびCはベーン頂部の摩耗
量、A′,B′およびC′はライナーの複合メツキ層
の摩耗量を示す。平均粒径1ミクロンのベーン頂
部Aには異常摩耗と焼付きが見られた。また、圧
縮機の冷房能力では平均粒径3ミクロンのものが
3種類の中では最も高く、平均粒径20ミクロンの
ものは平均粒径3ミクロンのものの85%性能であ
つた。
これらの実際の圧縮機を用いた試験以外に摩擦
試験機を用いて焼付荷重、摩擦係数を測定した。
試験機は第4図にその概略を示すように、アルミ
合金製の円筒7と表面にニツケル−シリコンカー
バイド複合メツキ層を形成した固定板8よりなり
円筒7上より一定荷重を加えて回転させ、固定板
8が摩擦によつて回転しようとする力より摩擦係
数を求めた。また耐焼付荷重は一定時間ごとに荷
重を段階的に増加させ焼付時の荷重を求めた。第
5図はシリコンカーバイド含有量2%のときのシ
リコンカーバイド平均粒子径と焼付荷重の関係
を、第6図はシリコンカーバイドの平均粒径3ミ
クロンのときのシリコンカーバイド含有量と焼付
荷重の関係を、第7図はシリコンカーバイド含有
量2%のときのシリコンカーバイド粒子径と摩擦
係数の関係をそれぞれ示す。
これらの結果よりシリコンカーバイドの平均粒
径が3ミクロンに達しない場合、シリコンカーバ
イドがニツケルマトリツクス内に埋没し、相手材
とニツケルマトリツクスが摺動するため、低荷重
で焼付くものと推定される。またシリコンカーバ
イド含有量においても2%に満たない場合には相
手材とニツケルマトリツクスが直接に摺動する確
率が高く、シリコンカーバイドの埋没とか脱落に
よる作用も重なり低荷重で焼付を起こすと推定さ
れる。一方、シリコンカーバイドの平均粒径が10
ミクロンをこえると、粒径が大きいためにひつか
き摩耗を生じ相手材の摩耗が激しくなると共に、
摩擦係数も高くなる。逆に粒径が2ミクロンに満
たない場合、相手材とニツケルマトリツクスとの
金属同しの摺動となるため摩擦係数が高くなると
推定される。よつて、本回転式圧縮機の場合、ニ
ツケル−シリコンカーバイド複合メツキ層のシリ
コンカーバイドの平均粒径は3〜10ミクロン、含
有量は2%以上が好ましいことが明らかとなつ
た。なお、本発明においては回転式圧縮機の構造
はライナー1が楕円状でもよく、またロータ4に
対しベーン5が偏心的に取付けられるものであつ
てもよく、上述の実施例に限定されない。更に、
複合メツキ層も摺動部であれば、どこに形成して
もよい。また、各構成部品は鋳鉄、鉄鋼材等でも
よく、軽合金製に限定されない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例である軽合金製回転式
圧縮機の縦断面図、第2図は同じ圧縮機の横断面
図、第3図は圧縮機の摺動部材を変えた場合の試
験時間と摩耗量の関係を示す線図、第4図摩擦試
験機の概略図、第5図、第6図、第7図は摺動部
材であるニツケル−シリコンカーバイド複合メツ
キ層の成分であるシリコンカーバイドの平均粒子
径と焼付荷重、含有量と焼付荷重、粒子径と摩擦
係数の関係をそれぞれ示す線図である。図中符号
1は、ライナー、2,3はサイドプレート、4は
ロータ、5はベーンを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 回転式圧縮機の摺動部品の表層部を平均粒径
    3〜10ミクロンのシリコンカーバイドを2%以上
    含有するニツケル−シリコンカーバイド複合めつ
    き層としたことを特徴とする回転式圧縮機。
JP16601081A 1981-10-16 1981-10-16 回転式圧縮機 Granted JPS5867989A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16601081A JPS5867989A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 回転式圧縮機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16601081A JPS5867989A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 回転式圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5867989A JPS5867989A (ja) 1983-04-22
JPS6358276B2 true JPS6358276B2 (ja) 1988-11-15

Family

ID=15823216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16601081A Granted JPS5867989A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 回転式圧縮機

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JPS5867989A (ja) 1983-04-22

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